考虑局部屈曲的薄壁铝合金压弯构件破坏机理及承载力计算方法

基本信息
批准号:51608305
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:20.00
负责人:刘梅
学科分类:
依托单位:山东大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:王培军,杨磊,常熤存,张露露,肖邵文,许梦娜
关键词:
平面外稳定强度破坏局部屈曲平面内稳定挤压型材
结项摘要

The aluminum alloy structure component usually uses thin-walled cross section to increase its utilization. At the same time, the Young's modulus of aluminum alloy is only 1/3 of that of steel, thus aluminum alloy structural member is more vulnerable to local buckling. Although current design methods for the yielding and global buckling strength of an aluminum alloy member under the combination of axial load and bending moment considered influence of the local buckling, three points should be studied further: (1) The effective section for considering the local buckling effects was only determined by the width to thickness ratio of the plate when calculating the yielding strength of the member under the combination of axial load and bending moment. Comparison between the compression stress and the local buckling stress was not carried out to decide whether the effective section should be used or not; (2) When calculating the global buckling strength, the gross section was used to calculate the axial strength without considering local buckling. The effective section was used to calculate the bending moment strength while magnitude of the compression stress in the section was not considered; (3) The effective thickness method only considered the reduction of the strength of the plate encountered local buckling. The changes of the cross-section shape due to local buckling should also be included when calculating the yielding and buckling strength of the column under the combination of axial force and bending moment. This proposal is aimed to build equations for calculating the effective thickness of a local buckled plate considering the magnitude of compression stress. The influence of the cross-section shape variation due to local buckling to yielding and global buckling strength is also included. Research results of this project may help to increase the precision of the design equations for aluminum alloy structure.

铝合金构件多采用薄壁结构以提高材料利用率;且铝合金的弹性模量仅为钢材的1/3,构件易发生局部屈曲。现有铝合金压弯构件强度和稳定承载力计算方法虽考虑了局部屈曲的影响,但仍存在不足:(1) 计算强度破坏承载力时,仅根据板件受压状态和板件的宽厚比确定有效截面来考虑局部屈曲影响,并未考虑板件压应力与局部屈曲应力之间的大小关系; (2) 计算稳定破坏承载力时,轴力项中截面面积采用原截面,未考虑局部屈曲的影响;弯矩项中截面抵抗矩虽采用有效截面,但计算有效截面未考虑板件压应力大小;(3) 有效截面计算时的有效厚度法仅根据局部屈曲应力与屈服强度的关系对板件厚度进行折减,未考虑局部屈曲后板件位置和截面形状改变对承载力的影响。通过本项目研究,建立考虑板件压应力大小的压弯构件有效截面和承载力计算方法,并进一步考虑板件局部屈曲后截面形状改变对承载力的影响,使铝合金结构的设计更科学合理。

项目摘要

进行了复杂薄壁截面铝合金轴压构件受力性能试验研究:对复杂薄壁截面铝合金试件进行轴压试验,研究了该类截面构件轴压作用下局部屈曲及局部与整体耦合屈曲的性能。试验结果表明:各国规范均保守估计了复杂截面铝合金构件的屈曲承载力,而直接强度法相比各国规范可更精确地计算复杂截面铝合金轴压试件的屈曲承载力。.研究了考虑局部屈曲对构件整体稳定承载力的影响,提出了铝合金构件局部屈曲与整体屈曲耦合破坏下的承载力计算方法,并基于多重屈曲耦合理论,建立了构件发生强度破坏和稳定破坏时其承载力的计算分析方法,使现有设计公式更加合理。提出了确定有效截面时所考虑的压应力与板件局部屈曲应力之间的大小关系;分析了板件的应力梯度、支撑条件、加劲肋设置和板件缺陷类型等对确定板件局部屈曲应力的影响,根据压应力与板件局部屈曲应力的大小关系确定是否采用有效截面,并提出了相应的计算方法,弥补了现有设计方法仅根据板件受压及宽厚比大小确定有效截面的不足。.对上述问题的研究,提出了铝合金结构相应的分析模型和分析方法,建立了更准确的铝合金结构设计理论,具有重要的理论和社会价值。随着铝合金结构设计分析理论的完善,铝合金结构在建筑多高层结构、大跨空间建筑,城市交通人行天桥结构中的应用前景,将更加广阔。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

青藏高原狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带时空结构与构造演化

青藏高原狮泉河-拉果错-永珠-嘉黎蛇绿混杂岩带时空结构与构造演化

DOI:10.3799/dqkx.2020.083
发表时间:2020
2

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

双吸离心泵压力脉动特性数值模拟及试验研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.19.016
发表时间:2020
3

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022
4

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

掘进工作面局部通风风筒悬挂位置的数值模拟

DOI:
发表时间:2018
5

黑河上游森林生态系统植物水分来源

黑河上游森林生态系统植物水分来源

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.04.010
发表时间:2020

刘梅的其他基金

批准号:51205245
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31670052
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:71603095
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:38970011
批准年份:1989
资助金额:2.50
项目类别:面上项目
批准号:30700200
批准年份:2007
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31170095
批准年份:2011
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:21405101
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:39370011
批准年份:1993
资助金额:5.50
项目类别:面上项目
批准号:31171135
批准年份:2011
资助金额:66.00
项目类别:面上项目
批准号:21805091
批准年份:2018
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31171007
批准年份:2011
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
批准号:81703711
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:30972759
批准年份:2009
资助金额:32.00
项目类别:面上项目
批准号:81302279
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:21401011
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41406151
批准年份:2014
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61271343
批准年份:2012
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:81701025
批准年份:2017
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61771164
批准年份:2017
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
批准号:81272657
批准年份:2012
资助金额:78.00
项目类别:面上项目
批准号:31870895
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:81403061
批准年份:2014
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

开孔冷弯薄壁型钢压弯构件在多种屈曲模态和约束作用下的破坏机理与承载力预测

批准号:51508402
批准年份:2015
负责人:任重
学科分类:E0804
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
2

开孔冷弯薄壁型钢弯剪构件的屈曲破坏机理及设计方法研究

批准号:51608538
批准年份:2016
负责人:王莉萍
学科分类:E0804
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
3

开口超薄壁构件弹塑性畸变屈曲机理研究

批准号:51078288
批准年份:2010
负责人:李元齐
学科分类:E0804
资助金额:41.00
项目类别:面上项目
4

考虑初弯曲影响的FRP型材轴心受压构件屈曲失效机理与稳定计算方法研究

批准号:51708259
批准年份:2017
负责人:詹瑒
学科分类:E0805
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目